Linux/Android——input系统之 kernel层 与 frameworks层交互 (五)【转】

本文转载自：http://blog.csdn.net/jscese/article/details/42291149

 之前的四篇博文记录的都是linux中的input体系相关的东西，最底层以我调试的usb触摸屏的设备驱动为例，贴出链接：

Linux/Android——usb触摸屏驱动 - usbtouchscreen (一)

Linux/Android——输入子系统input_event传递 (二)

Linux/Android——input子系统核心 (三) 

Linux/Android——input_handler之evdev (四)

在第二篇有记录input体系整体脉络，博文顺序也差不多是从下往上，这些都没有涉及到android这边的内容，这篇记录一下kernel与android的framework层的关联.

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在kernel启动完全之后，input以及evdev都已初始化完，先看在kernel中打开input核心设备的接口input_open_file，

也是android这边frameworks首先会调用到的地方,至于怎么调用到的，后面分析

input_open_file：

在第三篇input核心中，有介绍到注册input这个设备的时候，fops中就有这个input_open_file,现在来看看：

static int input_open_file(struct inode *inode, struct file *file)
{
    struct input_handler *handler;
    const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;
    int err;

    err = mutex_lock_interruptible(&input_mutex);
    if (err)
        return err;

    /* No load-on-demand here? */
    handler = input_table[iminor(inode) >> 5];   //根据索引节点求次设备号除以32，找对应的绑定的事件处理器handler，这里如果得到的次设备号是64~96之间 即为evdev的handler，这个input_table数组的维护在上篇有介绍
    if (handler)
        new_fops = fops_get(handler->fops); //获取handler的fops

    mutex_unlock(&input_mutex);

    /*
     * That's _really_ odd. Usually NULL ->open means "nothing special",
     * not "no device". Oh, well...
     */
    if (!new_fops || !new_fops->open) {
        fops_put(new_fops);
        err = -ENODEV;
        goto out;
    }

    old_fops = file->f_op;
    file->f_op = new_fops;  //如果事件处理器有 file_operarions 就赋值给现在的file->f_op ，替换了原来的
    err = new_fops->open(inode, file);  //这里调用的是 事件处理器file方法中的open方法，
    if (err) {
        fops_put(file->f_op);
        file->f_op = fops_get(old_fops);
    }
    fops_put(old_fops);
out:
    return err;
}

这里如果是打开evdev的，调用到的是evdev_handler中的evdev_fops的open方法！

evdev_fops:

 前文有介绍evdev_handler的功能与注册，这里看下这个handler注册的方法：

static const struct file_operations evdev_fops = {
    .owner      = THIS_MODULE,
    .read       = evdev_read,
    .write      = evdev_write,
    .poll       = evdev_poll,
    .open       = evdev_open,
    .release    = evdev_release,
    .unlocked_ioctl = evdev_ioctl,
#ifdef CONFIG_COMPAT
    .compat_ioctl   = evdev_ioctl_compat,
#endif
    .fasync     = evdev_fasync,
    .flush      = evdev_flush,
    .llseek     = no_llseek,
};

都是字面意思，前文也提到匹配connect的时候，在evdev_connect中注册生成了 /sys/class/input/event%d ,

这个字符设备文件就是连接kernel与framework的桥梁了！

可以看到这里有个evdev_open方法，这个方法就是打开设备文件的

evdev_open:

static int evdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    struct evdev *evdev;
    struct evdev_client *client;
    int i = iminor(inode) - EVDEV_MINOR_BASE;  //通过节点算出 minor序号，这个在connect 生成event%d 时有+操作，所以减去BASE
    unsigned int bufsize;
    int error;

    if (i >= EVDEV_MINORS)
        return -ENODEV;

    error = mutex_lock_interruptible(&evdev_table_mutex);
    if (error)
        return error;
    evdev = evdev_table[i]; // 这个数组就是以minor为索引，存每次匹配上的evdev

...

    bufsize = evdev_compute_buffer_size(evdev->handle.dev);  //往下都是 分配初始化一个evdev_client 变量

    client = kzalloc(sizeof(struct evdev_client) +
                bufsize * sizeof(struct input_event),
             GFP_KERNEL);

    if (!client) {
        error = -ENOMEM;
        goto err_put_evdev;
    }

    client->bufsize = bufsize;
    spin_lock_init(&client->buffer_lock);
    snprintf(client->name, sizeof(client->name), "%s-%d",
            dev_name(&evdev->dev), task_tgid_vnr(current));
    client->evdev = evdev;
    evdev_attach_client(evdev, client);  //将这个client加入到evdev的client_list链表中

    error = evdev_open_device(evdev); // 这里深入打开，传入的是设备匹配成功时在evdev_handler中创建的evdev

...

}

继续看

static int evdev_open_device(struct evdev *evdev)
{
    int retval;

    retval = mutex_lock_interruptible(&evdev->mutex);
    if (retval)
        return retval;

    if (!evdev->exist)
        retval = -ENODEV;
    else if (!evdev->open++) {  //判断是否打开了，初始分配kzalloc，所以open为0，没有打开的话,这里继续调用打开,open计数为1
        retval = input_open_device(&evdev->handle);
        if (retval)
            evdev->open--;
    }

    mutex_unlock(&evdev->mutex);
    return retval;
}

可以看到这里绕了一圈，由最开始的input_open_file，最后又回到input核心中去了。调用到input.c中的接口，传入的是设备当初匹配成功的组合handle

input_open_device:

int input_open_device(struct input_handle *handle)
{
    struct input_dev *dev = handle->dev;  //取对应的input_dev
    int retval;

    retval = mutex_lock_interruptible(&dev->mutex);
    if (retval)
        return retval;

    if (dev->going_away) {
        retval = -ENODEV;
        goto out;
    }

    handle->open++;  // handle数++ ，上面是evdev的open++ 不一样

    if (!dev->users++ && dev->open)   // 这个dev没有被其它进程占用，并且设备有open方法
        retval = dev->open(dev); //调用input_dev设备的open方法 ，这个是在设备驱动注册这个input_dev时初始化的

    if (retval) {  //失败处理情况
        dev->users--;
        if (!--handle->open) {
            /*
             * Make sure we are not delivering any more events
             * through this handle
             */
            synchronize_rcu();
        }
    }

 out:
    mutex_unlock(&dev->mutex);
    return retval;
}

这里最终是调用设备驱动注册input_dev时的open方法，现在返回看看我这边注册usbtouchscreen时的input_dev 的open方法：

input_dev->open = usbtouch_open;

这个再往下就是设备驱动干的事了。。这里就不分析usbtouch_open 做了什么了，无非是一些初始化操作之类的

到这里打开设备这一步就完成了！

evdev_read：

这个是evdev设备的读取函数，注册在fops里：

static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer, size_t count, loff_t *ppos)
{
    struct evdev_client *client = file->private_data; //这个客户端结构在打开的时候分配并保存在file->private_data中
    struct evdev *evdev = client->evdev;
    struct input_event event;
    int retval;

    if (count < input_event_size())
        return -EINVAL;
//这条语句提示，用户进程每次读取设备的字节数，不要少于input_event结构的大小
    if (client->head == client->tail && evdev->exist && (file->f_flags & O_NONBLOCK))
        return -EAGAIN;
//head等于tail说明目前还没有事件传回来，如果设置了非阻塞操作，则会立刻返回
    retval = wait_event_interruptible(evdev->wait, client->head != client->tail || !evdev->exist);
//没有事件就会睡在evdev的等待队列上了，等待条件是有事件到来或者设备不存在了（设备关闭的时候，清这个标志）
    if (retval)
        return retval;
//如果能执行上面这条语句说明有事件传来或者，设备被关闭了，或者内核发过来终止信号
    if (!evdev->exist)
        return -ENODEV;

    while (retval + input_event_size() <= count && evdev_fetch_next_event(client, &event))
    {
// evdev_fetch_next_event这个函数遍历client里面的input_event buffer数组
        if (input_event_to_user(buffer + retval, &event))
//将事件复制到用户空间
            return -EFAULT;

        retval += input_event_size();
    }

    return retval; //返回复制的数据字节数
}

接下来看android的frameworks层 怎么去打开这个input 设备文件的.

framework层相关的处理机制，后续的博文会详细分析，这里只是简单的记录一下与kernel中这些接口的交互，好对android input的运作体系有个整体的概念 ！

InputReader：

 这个的源码在/frameworks/base/services/input/InputReader.cpp 这个在第二篇，总的脉络图上有，属于input service中一部分，看名字就知道这是一个读取input事件的.

等待输入事件到来的自然会是个loop结构设计.

bool InputReaderThread::threadLoop() {
    mReader->loopOnce();
    return true;
}

然后看一下这个loopOnce：

void InputReader::loopOnce() {
    int32_t oldGeneration;
    int32_t timeoutMillis;

...

   size_t count = mEventHub->getEvents(timeoutMillis, mEventBuffer, EVENT_BUFFER_SIZE); //这里就是关键了，通过另外一个中间者EventHub 获取的input事件

...

}

EventHub：

源码位于/frameworks/base/services/input/EventHub.cpp

这个里面其它的先不管，这里先介绍下跟本篇有关系的

size_t EventHub::getEvents(int timeoutMillis, RawEvent* buffer, size_t bufferSize) {

...

    for (;;) {

...

            scanDevicesLocked(); //这个往里走就是通过EventHub::openDeviceLocked  打开*DEVICE_PATH = "/dev/input" 这个设备 ，最终用的open，实际到kernel层就是input设备注册的open

...

    int32_t readSize = read(device->fd, readBuffer, //这里的device->fd就是/dev/input/event%d这个设备文件，就是从这里读取出event的buffer
                        sizeof(struct input_event) * capacity);

...

 }

..

}

这里的read实际上的操作就是上面介绍的 evdev_read 函数！

至此，kernel层的设备以及事件与android这边的frameworks的input服务处理之间就联系起来了，这里frameworks这边稍微提一下，后续分析细节！